VoIP與架構
——
加入技術(shù)交流群
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，VoIP大致透過(guò)5道程序來(lái)互傳語(yǔ)音訊號，首先是將發(fā)話(huà)端的模擬語(yǔ)音訊號進(jìn)行編碼的動(dòng)作，目前主要是采用ITU-T G.711語(yǔ)音編碼標準來(lái)轉換。第二道程序則是將語(yǔ)音封包加以壓縮，同時(shí)并添加址及控制信息，如此便可以在第三階段中，也就是傳輸IP封包階段，在浩瀚的 IP網(wǎng)絡(luò )中尋找到傳送的目的端。到了目的端，IP封包會(huì )進(jìn)行譯碼還原的作業(yè)，最后并轉換成喇叭、聽(tīng)筒或耳機能播放的模擬音訊?！ ?
在一個(gè)基本的VoIP架構之中，大致包含4個(gè)基本元素：
(1)媒體網(wǎng)關(guān)器（Media Gateway）：主要扮演將語(yǔ)音訊號轉換成為IP封包的角色?！ ?
(2)媒體網(wǎng)關(guān)控制器（Media Gateway Controller）：又稱(chēng)為Gate Keeper或Call Server。主要負責管理訊號傳輸與轉換的工作?！ ?
(3)語(yǔ)音服務(wù)器：主要提供電話(huà)不通、占線(xiàn)或忙線(xiàn)時(shí)的語(yǔ)音響應服務(wù)?！ ?
(4)信號網(wǎng)關(guān)器（Signaling Gateway）：主要工作是在交換過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)控制，以決定通話(huà)建立與否，以及提供相關(guān)應用的增值服務(wù)?！ ?
雖然VoIP擁有許多優(yōu)點(diǎn)，但絕不可能在短期內完全取代已有悠久歷史并發(fā)展成熟的PSTN電路交換網(wǎng)，所以現階段兩者勢必會(huì )共存一段時(shí)間。為了要讓兩者間能相互溝通，勢必要建立一個(gè)互通的接口及管道，而媒體網(wǎng)關(guān)器與網(wǎng)關(guān)管理器即扮演了中介的色角，因為他們具備將媒體數據流及IP封包轉譯成不同網(wǎng)絡(luò )所支持的各類(lèi)協(xié)議?！ ?
其運作原理是，媒體網(wǎng)關(guān)器先將語(yǔ)音轉換為IP封包，然后交由媒體網(wǎng)關(guān)控制器加以控制管理，并決定IP封包在網(wǎng)絡(luò )中的傳送路徑。至于信號網(wǎng)關(guān)器則負責將SS7信號格式轉換為IP封包?！ ?
網(wǎng)絡(luò )電話(huà)若要走向符合企業(yè)級營(yíng)運標準，必須達到以下幾個(gè)基本要求：
1.服務(wù)品質(zhì)（QoS）之保證：這是由PSTN過(guò)渡到VoIP、IP PBX取代PBX的最基本要求。所謂QoS就是要保證達到語(yǔ)音傳輸的最低延遲率（400毫秒）及封包遺失率（5-8%），如此通話(huà)品質(zhì)才能達到現今PSTN的基本要求及水準，否則VoIP的推行將成問(wèn)題?！ ?
2.99.9999％的高可用性（High Available；HA）：雖然網(wǎng)絡(luò )電話(huà)已成今后的必然趨勢，但與發(fā)展已久的PSTN相較，其成熟度、穩定度、可用性、可管理性，乃至可擴充性等方面，仍有待加強。尤其在電信級的高可用性上，VoIP必須像現今PSTN一樣，達到6個(gè)9（99.9999%）的基本標準。目前VoIP是以負載平衡、路由備份等技術(shù)來(lái)解決這方面的要求及問(wèn)題，總而言之，HA是VoIP必須達到的目標之一?！ ?BR>
3.開(kāi)放性及兼容性：傳統PSTN是屬封閉式架構，但IP網(wǎng)絡(luò )則屬開(kāi)放式架構，如今VoIP 的最大課題之一就是如何在開(kāi)放架構下，而能達到各家廠(chǎng)商VoIP產(chǎn)品或建設的互通與兼容，同時(shí)地造成各家產(chǎn)品在整合測試及驗證上的困難度。目前的解決方法是透過(guò)國際電信組織不斷擬定及修改的標準協(xié)議，來(lái)達到不同產(chǎn)品間的兼容性問(wèn)題，以及IP電話(huà)與傳統電話(huà)的互通性?！ ?
4.可管理性與安全性問(wèn)題：電信服務(wù)包羅萬(wàn)象，包括用戶(hù)管理、異地漫游、可靠計費系統、認證授權等等，所以管理上非常復雜，VoIP營(yíng)運商必須要有良好的管理工具及設備才能因應。同時(shí)IP網(wǎng)絡(luò )架構技術(shù)完全不同于過(guò)去的PSTN 電路網(wǎng)，而且長(cháng)久以來(lái)具開(kāi)放性的IP網(wǎng)絡(luò )一直有著(zhù)極其嚴重的安全性問(wèn)題，所以這也形成網(wǎng)絡(luò )電話(huà)今后發(fā)展上的重大障礙與首要解決的目標?！ ?
5.多媒體應用：與傳統PSTN相比，網(wǎng)絡(luò )電話(huà)今后發(fā)展上的最大特色及區別，恐怕就在多媒體的應用上。在可預見(jiàn)的未來(lái)，VoIP將可提供交互式電子商務(wù)、呼叫中心、企業(yè)傳真、多媒體視訊會(huì )議、智能代理等應用及服務(wù)。過(guò)去，VoIP因為價(jià)格低廉而受到歡迎及注目，但多媒體應用才是VoIP今后蓬勃發(fā)展的最大促因，也是各家積極參與的最大動(dòng)力?！ ?
主宰VoIP走向的三大主流協(xié)定
在浩瀚的IP網(wǎng)絡(luò )中要如何正確的尋找到要通話(huà)的對方并建立對答，同時(shí)也能依照彼此資料的處理能力來(lái)傳送語(yǔ)音數據，這中間必須藉由國際電信組織所擬定的標準協(xié)議才能達到。如今，市面上的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)大致都會(huì )遵循H.323、MGCP及SIP等3種標準協(xié)議。雖然目前產(chǎn)品仍以支持H.323為多，但SIP的支持將會(huì )成為今后主流?！?
1.H.323
ITU-T 國際電聯(lián)第16研究組首先在1996年通過(guò)H.323第一版的制定工作，同時(shí)并在1998年完成第二版協(xié)議的擬定。原則上，該協(xié)議提供了基礎網(wǎng)絡(luò )（Packet Based Networks；PBN）架構上的多媒體通訊系統標準，并為IP網(wǎng)絡(luò )上的多媒體通訊應用提供了技術(shù)基礎?！ ?nbsp;
H.323并不依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )結構，而是獨立于操作系統和硬件平臺之上，支持多點(diǎn)功能、組播和頻寬管理。H.323具備相當的靈活性，可支持包含不同功能節點(diǎn)之間的視訊會(huì )議和不同網(wǎng)絡(luò )之間的視訊會(huì )議?！ ?
H.323并不支持群播（Multicast）協(xié)議，只能采用多點(diǎn)控制單元（MCU）構成多點(diǎn)會(huì )議，因而同時(shí)只能支持有限的多點(diǎn)用戶(hù)。H.323也不支持呼叫轉移，且建立呼叫的時(shí)間也比較長(cháng)?！ ?
早期的視訊會(huì )議多半支持H.323協(xié)議，例如微軟NetMeeting、Intel Internet Video Phone等都是支持H.323協(xié)議的視訊會(huì )議軟件，亦為現今VoIP的前輩?！ ?
不過(guò)H.323協(xié)議本身具有一些問(wèn)題，例如采用H.323協(xié)議的IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )在接入端仍要經(jīng)過(guò)當地的PSTN電路交換網(wǎng)。而之后制定出的MGCP等協(xié)議，目的即在于將H.323
網(wǎng)關(guān)進(jìn)行功能上的分解，也就是劃分成負責媒體流處理的媒體網(wǎng)關(guān)（MG），以及掌控呼叫建立與控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）兩個(gè)部分?！ ?
雖然如今微軟的Windows Mesenger則已改采SIP標準，且SIP標準隱隱具有取代H.323的勢頭。但目前仍有許多網(wǎng)絡(luò )電話(huà)產(chǎn)品依舊支持H.323協(xié)定?！ ?
2.SIP（Session Initiation Protocol）
SIP是由IETF所制定，其特性幾乎與H.323相反，原則上它是一種比較簡(jiǎn)單的會(huì )話(huà)初始化協(xié)議，也就是只提供會(huì )話(huà)或呼叫的建立與控制功能。SIP協(xié)議可支持多媒體會(huì )議、遠程教學(xué)及Internet電話(huà)等領(lǐng)域的應用。
SIP同時(shí)支持單點(diǎn)播送（Unicast）及群播功能，換句話(huà)說(shuō)，使用者可以隨時(shí)加入一個(gè)已存在的視訊會(huì )議之中。在網(wǎng)絡(luò )OSI屬性上，SIP屬于應用層協(xié)議，所以可透過(guò)UDP或TCP協(xié)議進(jìn)行傳輸。
SIP另一個(gè)重要特點(diǎn)就是它屬于一種基于文本的協(xié)議，采用SIP規則資源定位語(yǔ)言描述（SIP Uniform Resource Locators），因此可方便地進(jìn)行撰改或測試作業(yè)，所以比起H.323來(lái)說(shuō)，其靈活性與擴展性的表現較好。
SIP的URL甚至可以嵌入到Web頁(yè)面或其它超文本連結之中，用戶(hù)只需用鼠標一點(diǎn)即可發(fā)出呼叫。所以與H.323相比，SIP具備了快速建立呼叫快與支持電話(huà)號碼之傳送等特點(diǎn)。
3.MGCP
原則上，MGCP協(xié)定與前兩者皆不同，H.323和SIP協(xié)議是專(zhuān)門(mén)針對網(wǎng)絡(luò )電話(huà)及IP網(wǎng)絡(luò )所提出的兩套各自獨立的標準，兩者間并不兼容及互通。反觀(guān)MGCP協(xié)議，則與IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )無(wú)關(guān)，而只牽涉到網(wǎng)關(guān)分解上的問(wèn)題，也因為如此，該協(xié)議可同時(shí)適用于支持H.323或SIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)系統。
MGCP協(xié)議制定的主要目的即在于將網(wǎng)關(guān)功能分解成負責媒體流處理的媒體網(wǎng)關(guān)（MG），以及掌控呼叫建立與控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）兩大部分。同時(shí)MG在MGC的控制下，實(shí)現跨網(wǎng)域的多媒體電信業(yè)務(wù)。
由于MGCP更加適應需要中央控管的通訊服務(wù)模式，因此更符合電信營(yíng)運商的需求。在大規模網(wǎng)絡(luò )電話(huà)網(wǎng)中，集中控管是件非常重要的事情，透過(guò)MGCP則可利用MGC統一處理分發(fā)不同的服務(wù)給MG。
4.其它重要協(xié)議及技術(shù)
除了上述3大協(xié)議之外，還有許多左右VoIP通話(huà)品質(zhì)及傳輸效率的重要協(xié)議與技術(shù)。在語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)方面，主要有ITU-T定義的G.729、 G.723等技術(shù)，其中G.729提供了將原有64Kbit/s PSTN模擬語(yǔ)音，壓縮到只有8Kbit/s，而同時(shí)符合不失真需求的能力。
在實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)方面，目前網(wǎng)絡(luò )電話(huà)主要支持RTP傳輸協(xié)議。RTP協(xié)議是一種能提供端點(diǎn)間語(yǔ)音數據實(shí)時(shí)傳送的一種標準。該協(xié)議的主要工作在于提供時(shí)間標簽和不同數據流同步化控制作業(yè)，收話(huà)端可以藉由RTP重組發(fā)話(huà)端的語(yǔ)音數據。除此之外，在網(wǎng)絡(luò )傳輸方面，尚包括了TCP、UDP、網(wǎng)關(guān)互聯(lián)、路由選擇、網(wǎng)絡(luò )管理、安全認證及計費等相關(guān)技術(shù)。
VoIP各項產(chǎn)品及設備的類(lèi)型
和許多早期網(wǎng)絡(luò )設備一樣，VoIP最早是以軟件的形態(tài)問(wèn)世的，也就是純粹PC to PC功能的產(chǎn)品。為了能貼近過(guò)去傳統模擬電話(huà)的使用習慣及經(jīng)驗，之后才漸漸有電話(huà)形態(tài)的產(chǎn)品出現。對于企業(yè)而言，為了追求成本、語(yǔ)音及網(wǎng)絡(luò )的整合、多媒體增值功能、更方便的集中式管理，而陸續出現了VoIP網(wǎng)關(guān)、IP PBX或其它整合型的VoIP設備等解決方案。以下就這幾種類(lèi)型的VoIP產(chǎn)品做一簡(jiǎn)單介紹。
1.VoIP軟件
VoIP軟件不但是網(wǎng)絡(luò )電話(huà)的原始形態(tài)，更是開(kāi)啟免費通話(huà)新世紀到來(lái)的開(kāi)路先鋒。對于熟悉計算機及網(wǎng)絡(luò )操作的人而言，只要發(fā)收雙方計算機上安裝VoIP軟件，即可穿越因特網(wǎng)相互通話(huà)，這實(shí)在是件既神奇又方便的事。更重要的是，透過(guò)VoIP軟件，不論是當地PC to PC的對話(huà)，抑或跨國交談都幾乎免費，同時(shí)網(wǎng)上并有許多免費的VoIP軟件提供下載，也因為如此，.VoIP才能緊緊鎖住一般消費者乃至企業(yè)用戶(hù)的目光。
但對于絕大多數的使用者而言，必須克服計算機軟件安裝及操作的門(mén)坎，還要安插耳機及麥克風(fēng)，更要面對系統不穩定或當機的可能性，所以透過(guò)PC來(lái)打電話(huà)不但是件麻煩事，而且是一種與既有通話(huà)習慣不符的奇怪行徑。
不論如何，VoIP軟件背后所潛藏的無(wú)限商機，不但吸收了許多人的目光，同時(shí)成為VoIP兵家必爭的焦點(diǎn)。從早期的視訊會(huì )議軟件，到實(shí)時(shí)通訊軟件，再到今日造成風(fēng)潮的Skype都是明顯的例子。不論是Wintel陣營(yíng)中的微軟、Intel，抑或Yahoo、AOL、Google、PC Home Online等入口網(wǎng)站、甚或ISP廠(chǎng)商，全都卯足全勁進(jìn)行各種搶攤作業(yè)。
其中，許多ISP并推出整合VoIP軟件及USB話(huà)機的銷(xiāo)售方案，例如SEEDNet的Wagaly Walk及PC Home Online的「PChome Touch-1」USB話(huà)機。至于外型上與一般電話(huà)無(wú)異的USB話(huà)機，就是為營(yíng)造出一種與傳統電話(huà)外觀(guān)及使用習性相同的一種解決方案。
2.VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)
一般而言VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)的又分成有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)，以及提供影像輸出的VoIP視訊會(huì )議設備等不同類(lèi)型的產(chǎn)品。由于VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)機上具備RJ45網(wǎng)絡(luò )接口端口，所以不需藉由計算機主機，即可透過(guò)寬頻、連結IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通話(huà)，同時(shí)使用習性上與傳統電話(huà)一樣，一般人很難分辨出其中的差異。
VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)較少用于個(gè)人家庭或SOHO市場(chǎng)，但卻經(jīng)常做為企業(yè)VoIP網(wǎng)絡(luò )建設中的終端設備。但由于目前VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)的價(jià)格仍高，所以仍不普遍，雖然之前，拜SARS之賜，促進(jìn)了些VoIP視訊會(huì )議設備的銷(xiāo)售業(yè)績(jì)，但整體而言成長(cháng)幅并不太大。
此外，微軟特別在Win CE 5.0中新增VoIP功能，除了強化與Exchange Server的整合性外，并提供訊息整合及身份管理等功能，屆時(shí)藉由WinCE開(kāi)發(fā)出來(lái)的VoIP電話(huà)，將提供多人共享，但每人皆有私人專(zhuān)屬賬號的功能。
3.VoIP網(wǎng)關(guān)器
除了VoIP軟件之外，VoIP網(wǎng)關(guān)器可說(shuō)是最普遍常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)設備。不論是家用或商用領(lǐng)域中，VoIP網(wǎng)關(guān)器可說(shuō)扮演了由傳統PSTN網(wǎng)絡(luò )轉輸到IP網(wǎng)絡(luò )的接口，換句話(huà)說(shuō)，透過(guò)它即可用傳統的電話(huà)設備（乃至PBX交換系統）來(lái)打網(wǎng)絡(luò )電話(huà)?！ ?
4.VoIP PBX
在電信級的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)架構中，IP PBX語(yǔ)音交換機扮演了相當重要的角色，其不但需要接手傳統語(yǔ)音交換機的位置及功能，還要居中成為語(yǔ)音與信息整合的媒介。IP PBX功能強大且多樣化，能透過(guò)Web-Based接口提供使用者一個(gè)簡(jiǎn)單容易的操作環(huán)境。
依據思科常久在IP PBX的經(jīng)驗指出，在IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )架構中，IP PBX是一個(gè)可促使語(yǔ)音流量順利傳至所指定終端的設備。IP電話(huà)將語(yǔ)音訊號轉換為IP封包后，由IP PBX透過(guò)訊號控制決定其封包的傳輸方向。當此通電話(huà)終點(diǎn)為一般電話(huà)時(shí)，其IP PBX便將IP封包送至VoIP網(wǎng)關(guān)器，然后由VoIP網(wǎng)關(guān)器轉換IP封包，再回傳到一般TDM的PSTN電路交換網(wǎng)。
總之，對于企業(yè)而言，IP PBX具備降低基礎建設成本、減低管理成本及增加工作效率之綜合運用、降低轉移至IP電話(huà)系統的風(fēng)險等優(yōu)點(diǎn)。
評論